El somni de Jules Verne és una realitat?
1989/04/01 Otaolaurretxi, Jon Iturria: Elhuyar aldizkaria
No obstant això, a Amèrica del Nord quatre investigadors han presentat un projecte curiós, més semblant al llançador de Von Braun, del canó de Jules Verne.
En els últims trenta anys, a Amèrica del Nord, diferents grups han tractat de donar “velocitat d'alliberament” a les petites càrregues útils amb canons de gas comprimit. (La velocitat d'alliberament és la velocitat inicial necessària per a posar una càrrega en òrbita al voltant de la Terra i segons el punt de llançament sol ser de 7,9 a 11,1 km/s). En els assajos realitzats fins avui, la velocitat no ha superat els 10 km/s i el rendiment energètic ha estat molt dolent: Entre l'1% i el 2%. En altres paraules, l'energia cinètica o velocitat s'ha convertit en un 2% del combustible.
Hi ha un altre tipus de canó anomenat railgun. En ells es potencia la càrrega útil en un camp magnètic cada vegada major, però mentre els materials superconductors no estan més accessibles que ara, el rendiment energètic és molt baix i els bobinatges magnètics es deterioren ràpidament.
En la Universitat de Washington (Seattle), no obstant això, s'ha projectat un altre tipus de canó, l'accelerador ram. És un estatorreactor muntat bàsicament en un oleoducte. A l'estatorreactor li criden ramjet i podem dir que no és un turboreactor amb turbina ni compressor, és a dir, sense elements gairebé mòbils.
Per sobre de la velocitat Mach 2 (superant dues vegades la velocitat de so), l'aire que s'ingereix en aquest motor xoca contra un obstacle com el tap que hi ha darrere, obtenint la pressió suficient perquè el combustible s'encengui espontàniament sense cap compressor. A més, si a aquest motor se li fabrica una atmosfera adequada i amb menor velocitat de so, funcionarà millor.
Sobre la base d'això, l'equip de Washington ha omplert el tub d'acer de 12,2 metres de longitud i 38 mm de diàmetre, una mescla de metà i oxigen en proporció variable diluïda en gasos inerts (helios o òxids de carboni (IV)) a 50 atmosferes. Mitjançant un canó de gas comprimit o un petit motor de pólvora a 0,7 km/s, el projectil en forma d'obús s'introdueix en la canonada mitjançant la perforació del diafragma de plàstic ultrafino. Dins de la canonada el projectil genera ones de xoc en l'atmosfera artificial.
El perfil i la forma del projectil estan ben estudiats. L'ona cònica que apareix en la part davantera no escalfa prou com per a encendre la mescla gasosa. Una altra ona transversal està perpendicular a l'obús, que comprimeix la mescla gasosa fins al punt de cremar-se amb un petit encenedor. Entre aquesta ona transversal i un estrenyiment posterior segons el projectil o la tercera ona, existeix una zona d'alta pressió i temperatura. Mentre els gasos calents travessen l'obstacle, el projectil s'impulsa violentament. En aquest sistema s'utilitza únicament l'energia necessària per a introduir el projectil al canó i l'energia de les ones de xoc que es generen al seu voltant, sense que existeixi cap altra peça mòbil.
També hi ha un projectil sense aquest petit encenedor. En aquest cas, a meitat del projectil hi ha un regruix d'un mil·límetre. L'ona de xoc situada en l'extrem del projectil es reflecteix en la paret del tub, donant lloc a l'ona de xoc del segon. El gas es comprimeix fins a l'explosió entre l'ona reflectida i la segona. Els gasos de combustió retrocedeixen i el projectil avança.
No obstant això, a mesura que augmenta la velocitat del projectil, aquesta zona d'alta pressió està cada vegada més avançada i frena. La velocitat màxima del projectil estaria compresa entre 1500 i 2000 m/s.
Els investigadors de Washington han utilitzat projectils de magnesi de 127 mm de longitud i 28,9 mm de diàmetre (100 grams), aconseguint una velocitat de 1,2 km/s amb una acceleració de 20000 g, però amb un projectil d'encenedor s'espera aconseguir una velocitat de 3 km/s.
No obstant això, encara que fins al moment les sessions s'han realitzat en molt petites dimensions i dimensions, el canó d'uns tres quilòmetres de longitud es pot realitzar tan fàcilment com qualsevol oleoducte i un espai de dues tones podria situar-se a 10 km/s en òrbita de 400 km d'altura. Atès que la zona d'alta pressió es desplaçaria juntament amb l'espai, es podria esperar que el desgast intern del canó es distribuís al llarg de tota la longitud, evitant així centenars de tirs sense remeis.
Un altre problema és l'escalfament per fricció de l'espai en travessar l'atmosfera. Això es pot solucionar col·locant el canó a uns 4500 metres d'altura. Així, l'absorbent tèrmic de l'espai suposaria l'1% de la massa total i la temperatura superficial no superaria els 1600 °C. La fricció atmosfèrica, per part seva, reduiria en un 10% la velocitat de desplaçament donada.
Un altre dels límits del canó és l'acceleració del projectil o espai, però els projectistes estimen que el 70% o 80% dels materials necessaris per a la construcció d'una gran estació espacial poden ser emesos amb accelerador ram i a un cost molt inferior al de qualsevol altre sistema.
Gai honi buruzko eduki gehiago
Elhuyarrek garatutako teknologia
